[发明专利]用于二氧化碳隔离的体系、装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于二氧化碳隔离的体系、装置和方法，且更 特别地，但并不仅仅涉及用于来自发电厂烟道气的二氧化碳的捕获和 隔离的体系和方法。

背景技术

越来越关注降低二氧化碳向大气排放以协助最小化全球变暖效 应。二氧化碳汇集点(sinks)自然地存在，主要的自然发生的汇集点 为海洋。植物也是二氧化碳汇集点的有效形式，并利用光合成以通过 将二氧化碳掺入生物质来从大气中去除碳。然而，这些自然发生的汇 集点不能有效地跟上如今渴求电力的趋势中产生的大量二氧化碳。

有害二氧化碳气体的主要来源为大型火力发电厂，当由黑煤供以 燃料时，它们产生每兆瓦时(MWh)电力则通常平均输出大约0.8至1 吨气体。例如，一年中产生2000万MWh电力的如在澳大利亚新南威 尔士的猎人谷(Hunter Valley)中的2,640MW Bayswater的大型发电 厂也将输出1800万吨的二氧化碳。如果有能够捕获并长久隔离至少一 些由这种发电厂放出的二氧化碳的体系和方法，则将是有利的。如果 提供用于独立检查气体配置的体系和方法，也将是有利的。

发明内容

本发明的第一方面提供一种二氧化碳隔离方法，该方法包括如下 步骤：

(i)在第一阶段中，将金属硅酸盐岩石的浆料与氨混合以制备氨/ 水/金属硅酸盐浆料；

(ii)在第二阶段中，用得自(i)的溶液洗涤含有二氧化碳的气流， 由此将二氧化碳吸收进入反应性浆料；以及

(iii)在第三阶段中，将得自(ii)的反应性浆料通过反应器，控 制该反应器以促进二氧化碳与金属硅酸盐之间的反应并制备金属碳酸 盐。

应注意术语“含有二氧化碳的气流”不意指仅含有二氧化碳的流， 其可含有其他废气。

在步骤(i)的具体实施方案中，将加压液氨以如下方式装入金属 硅酸盐浆料：液氨部分闪蒸为蒸汽以制备氨/金属硅酸盐浆料。

步骤(ii)的具体实施方案可包含将含有二氧化碳的气流暴露于浆 料的喷雾。

步骤(iii)的具体实施方案可包含升高反应器的压力和温度的至少 一个以提高二氧化碳与金属硅酸盐之间的反应。

在一个具体实施方案中，所述反应器为管线。该管线优选包含多 个流路(flow paths)。在一个具体实施方案中，反应沿流路之一的长度 发生。另一流路可用来将金属硅酸盐浆料供应至第一阶段。

在一个具体实施方案中，所述方法包含在管线之前和/或之后在反 应性浆料与金属硅酸盐浆料之间交换压力和热量的至少一个的进一步 的步骤。

在一个具体实施方案中，所述反应器为位于地下使用(use underground)的室。优选地，所述室位于的深度可提供足以提高二氧 化碳与金属硅酸盐之间的反应的压力。在一个具体实施方案中，所述 深度足以仅仅通过静压头而提供足够的压力。

在一个具体实施方案中，所述方法也可包含回收得自反应阶段(iii) 的氨并将其再循环至第一阶段的步骤。在一个具体实施方案中，在进 行回收氨的步骤之前将碱加入最终产物。所述碱可为通过过滤或清洗 含有二氧化碳的烟道气流而获得的发电厂粉煤灰或粉碎底灰。氨可作 为液体和气体回收，液体被部分转化至蒸汽以用于再循环至第一阶段， 且气体在供应至第一阶段之前被抽提、浓缩并与金属硅酸盐混合。

在一个具体实施方案中，回收氨的步骤在回收容器中完成，该回 收容器被加压以促进在环境温度下液体形式的氨的回收。在一个具体 实施方案中，在用的所述回收容器位于的深度足以获得回收液体形式 的氨的压力。在一个具体实施方案中，所述深度足以仅仅通过静压头 而提供足够的压力。

在一个具体实施方案中，所述方法包含研磨金属硅酸盐岩石以制 备金属硅酸盐浆料的进一步的步骤。所述金属硅酸盐浆料可包含30至 60重量％的细磨固体。在一个具体实施方案中，所述金属硅酸盐为富 镁硅酸盐矿物。该富镁硅酸盐可由富蛇纹石和/或富橄榄石和/或富辉石 的矿物组成。

根据第二方面，本发明提供了一种用于隔离来自气流的二氧化碳 的体系，该体系包含：

(a)用于从气流去除二氧化碳并将其吸收进入氨化浆料的第一装 置，所述氨化浆料含有分散其中的金属硅酸盐；以及